内容正文:
专题02 力
内容导航
考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1、力 弹力
2、重力 力的示意图
3、摩擦力
4、力的作用是相互的
中考考点聚焦
常考考点
真题举例
使用弹簧测力计的注意事项及错误分析
2024·江苏盐城·中考真题
力的示意图作图
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏扬州·中考真题
重力的估算
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏无锡·中考真题
影响滑动摩擦力大小的因素
2024·江苏镇江·中考真题
探究影响滑动摩擦力大小因素实验
2024·江苏无锡·中考真题
减小摩擦的方法及生活中的实例
2024·江苏盐城·中考真题
力作用的相互性
2024·江苏无锡·中考真题
2024·江苏盐城·中考真题
一、力 弹力
1、力的概念:力是物体对物体的作用。力的符号是F。
(1)力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用(可以不接触)。
(2)力的单位:“牛顿”,简称为“牛”,符号“N”;
注意:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在。
2、弹力的概念
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
注意:弹力是物体在受外力作用下发生形变并具有恢复原状的能力。它是物质的一种性质,是一种使物体发生形变并在消除外力作用后恢复原状的能力。
3、力的测量仪器是弹簧测力计,弹簧测力计是由弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳、吊环组成的。
(1)弹簧:显示力的大小。
(2)挂钩:挂被测物体。
(3)刻度盘:表示出刻度。
(4)指针:表示力的大小。
(5)吊环:便于手握。
(6)外壳:固定弹簧。
4、弹簧测力计原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
5、弹簧测力计使用之前
(1)拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
(2)了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
(4)校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
6、弹簧测力计使用时
(1)不能超量程使用.(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
(2)同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上.
(3)视线要与刻度盘垂直
7、弹簧测力计使用之后:调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线;待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
二、重力 力的示意图
1、重力概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
(1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
(2)重力特指地球对物体的吸引。
(3)重力的施力物体是地球,受力物体是物体。
2、重力的计算与估测
(1)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(2)重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
(3)g的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N(g是常数,在地球上与地球纬度高低有关,不同星球上g也不同,在地球上g=9.8N/kg)。
(4)对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一;根据物体的质量估测它的重力大小。例如:一个鸡蛋的质量在50g左右,两个鸡蛋的质量约100g,受到的重力约1N。
3、重力的作用点与方向
(1)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。
(2)质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
(3)重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
(4)提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
(5)重力的方向:竖直向下(指向地心)。
4、探究影响重力大小因素的实验
(1)实验探究:探究重力的大小跟质量的关系。
(2)实验器材:弹簧测力计、相同质量的钩码。
思考1:在实验中,弹簧测力计的作用是用来测量钩码的重力。
思考2:做好本实验的关键是正确使用弹簧测力计测量钩码的重力。
思考3:实验中列表法处理实验数据,使重力与质量的对应关系清楚、简单明了,有利于发现重力与质量之间的物理关系。
(3)实验结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。
(4)g的大小与纬度有关,越靠近赤道g越小,越靠近两极g越大。
5、力的示意图
(1)力的三要素:物理学中把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。力对物体的作用效果取决于力的三要素(当其中一个因素改变时,力的作用效果就会改变)。
(2)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
(3)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的图示。
三、摩擦力
1、滑动摩擦力的概念与产生条件
(1)一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
(2)物体之间产生滑动摩擦力必须要具备以下三个条件
第一:两物体相互接触。
第二:接触面粗糙。
第三:两物体发生相对运动。
注意:这三个条件必须同时满足才能产生摩擦力。摩擦力可以是静摩擦力或滑动摩擦力,具体类型取决于物体的运动状态。静摩擦力发生在物体有相对运动的趋势但实际并未运动时,而滑动摩擦力则发生在物体实际发生相对运动时。
2、摩擦力的种类
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
3、摩擦力的方向:物体所受的摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反;摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的。
4、探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验目的:探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(2)实验原理:二力平衡的条件。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
(4)实验器材:木块(有拉环)、弹簧测力计、长木板、毛巾、砝码、水平桌面。
(5)实验图像
(6)实验步骤
步骤①用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
步骤②在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
步骤③把毛巾铺在长木板上面,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
(7)实验结论及应用:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
5、增大有益摩擦的方法
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹。
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大。
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚。
(4)变湿摩擦为干摩擦。
6、减小有害摩擦的方法
(1)使接触面变光滑。
(2)减小压力。
(3)用滚动代替滑动。
(4)使接触面分离。
(5)变干摩擦为湿摩擦。
四、力的作用是相互的
1、力作用的相互性
(1)力是物体对物体的作用,一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的。
(2)施力物体的同时也是受力物体。
2、作用力与反作用力:两个物体间的作用力与反作用力有以下特点。
(1)大小相等,方向相反,作用在同一直线上,但是作用在两个物体上。
(2)同时产生,同时消灭,同时增大,同时减小。
(3)性质相同,如小孩对墙的力是推力,墙对小孩的力也是推力。
(4)施力物体和受力物体必须成对出现。
3、力是物体对物体的作用,只要有力的作用,就一定有施力物体和受力物体,一个物体对别的物体施加了力,它同时也受到其他物体对它的反作用力。
4、相互作用力的关系:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个不同的物体上。(简记:等大、反向、共线、异物)。
1.正确理解“力”
(1)力的物质性:产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用。
(2)有力不一定必须接触:相互接触的物体之间不一定产生力的作用;没有接触的两个物体之间也可能有力的作用(如磁铁吸引铁屑),因此是否接触不是判断物体间是否有力作用的依据。
2.力的作用是相互的
(1)物体间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。
(2)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(3)物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
3.弹力的三要素
(1)大小:与物体的材料和弹性形变程度有关。
(2)弹力与弹性形变的关系:物体的弹性有一定的限度,超过了这个限度物体就不能恢复原状,该限度称为弹性限度。在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大。
(3)方向:始终与物体形变方向相反,与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反,且总是与接触面垂直。
(4)作用点:在两个物体的接触面上,也可等效在接触面的一点。
4.弹簧测力计的测量原理(拓展实验)
【实验探究】弹簧的伸长量与拉力的关系
【实验过程】如图所示,将弹簧固定在支架上,旁边直立放置一刻度尺,记下挂钩上挂钩码前弹簧下端的位置,然后每次增加两个钩码(每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N),使弹簧所受拉力逐渐增大,通过刻度尺读出弹簧每次的总伸长量Δl,记录实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
弹簧伸长量Δl/cm
0
1
2
3
4
7
11
【探究归纳】通过实验可以发现,在弹簧限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后(如本实验中当拉力超过4N后),弹簧发生非弹性形变,撤去外力后弹簧将无法自动恢复到原状。
5.重力的方向
(1)重力的方向总是竖直向下,而不是垂直向下。
(2)重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态及位置无关。
(3)重力方向的应用:人们在一根线下吊一重物,就做成了一根铅垂线。因为重力方向始终竖直向下,所以铅垂线静止时总竖直向下,故用铅垂线可以检查工作台面是否水平,墙壁上的画是否挂正等。
6.重心的位置
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心处。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
(3)物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
(4)重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
(5)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
7.摩擦力的作用点:摩擦力是作用在两物体接触面上的,但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上。
真题感知
一、单选题
1.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方。在使用它测量钩码重力之前,应该先( )
A.把挂钩向下拉 B.把挂钩向上托
C.把面板向上移 D.把面板向下移
2.(2024·江苏镇江·中考真题)如图所示,小明在测量滑动摩擦力时,将物块A置于水平木板上,用弹簧测力计水平向右拉A,使其始终做匀速直线运动。经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为和。两区域示数不同的原因是( )
A.在区域1中A对木板的压力更大 B.在区域2中A对木板的压力更大
C.木板上区域1的粗糙程度更大 D.木板上区域2的粗糙程度更大
3.(2024·江苏盐城·中考真题)如图是我国低真空、磁悬浮高速列车在试验线上行驶的情形。运行管道做成低真空,主要是为了减小列车所受( )
A.浮力 B.重力 C.阻力 D.支持力
4.(2024·江苏苏州·中考真题)生活中的事物都有合适的尺度和范围,以下符合实际的是( )
A.一支2B铅笔的质量约80g
B.吃饭常用的筷子长约27cm
C.中学生的重力约50N
D.男生1000米跑步时间约2min
5.(2024·江苏无锡·中考真题)如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上,地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是( )
A.火星表面没有气体 B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N D.机智号从地球到火星质量减小
二、填空题
6.(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月,我国科学家成功研发出微尺寸昆虫仿生机器人,机器人身体最长尺寸仅有2个食指指甲的宽度,大约 cm,如图所示。“昆虫”机器人前腿长后腿短,它前进的动力是靠两个前腿振动击打地面获得的,这说明力的作用是 的。
7.(2024·江苏无锡·中考真题)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,弹簧测力计的示数如图所示,此时木块所受滑动摩擦力大小为 N;再将毛巾平铺在木板上进行实验,可探究滑动摩擦力大小与 的关系;为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系,你的做法是: 。
三、作图题
8.(2024·江苏扬州·中考真题)如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
9.(2024·江苏苏州·中考真题)按要求作图:在图中画出静止在水平面的篮球受到的力;
提升专练
一、单选题
1.图中小明和小华穿着轮滑鞋站在水平冰面上。当小华用力向左推小明时,发生的现象是( )
A.小明向左滑动,小华向左滑动 B.小明静止原处,小华向右滑动
C.小明向左滑动,小华静止原处 D.小明向左滑动,小华向右滑动
2.下列说法中正确的是( )
A.一杯水结成冰后,体积增大,质量增大 B.一枚鸡蛋重约5N
C.1kg棉花和1kg铁的质量一样大 D.一位中学生体积大约0.5m3
3.水平用力轻推矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;当用大小相同的水平力向同一方向轻推瓶盖处,瓶子翻了。此过程说明力的作用效果与( )
A.与力的大小有关 B.与力的方向有关
C.与力的作用点有关 D.与以上三者都有关
4.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.因为物体本身就有质量,所以重力的施力物体是物体本身
B.物体受到重力的方向总是竖直向下,有时还垂直接触面
C.压力、拉力、重力都属于弹力
D.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
5.如图所示,一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.桌面发生了形变,茶壶底部没有发生形变
B.桌面对茶壶的支持力就是茶壶对桌面的压力
C.茶壶产生的弹力就是茶壶对水平桌面的压力
D.茶壶对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
6.为精确测量滑动摩擦力,小明引入拉力传感器代替弹簧测力计进行实验,如图甲所示。拉动木板时传感器记录的数据随时间的图像如图乙所示,之后传感器示数不稳定的原因不可能是( )
A.没有匀速直线拉动长木板 B.拉力传感器与木块连接不稳定
C.传感器相比弹簧测力计测量更精确 D.长木板表面粗糙程度不均匀
7.使用弹簧测力计时下列几种说法中错误的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
B.使用时弹簧指针挂钩不能与外壳摩擦
C.使用前必须检查指针是否指在零刻度线
D.所测的力不能超过弹簧测力计的量程
8.使用弹簧测力计测力的过程中,有如下操作:
①轻轻来回拉动挂钩两次。
②把待测的力加在挂钩上。
③观察弹簧测力计的量程和分度值。
④调整弹簧测力计指针的位置。
⑤待指针稳定后读数。
以上操作,正确的顺序是( )
A.①②③④⑤ B.②③④①⑤
C.④①②③⑤ D.③①④②⑤
二、填空题
9.2024年7月31日,在巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛中,中国选手潘展乐以46秒40的成绩夺得冠军,并打破世界纪录。如图所示,运动员用力向后划水时,若以水为研究对象,施力物体是 ,受力物体是 ;向后划水人就会前进,说明力的作用是 的。
10.如图乙所示,手沿水平方向用8N的力将书压在竖直墙壁上,可使其保持静止,现将手对书的压力增大10N,此过程中书与墙壁之间的摩擦力大小 (选填变大/变小/不变,下同);手对书的压力变为5N时,这本书恰好匀速下滑,继续减小压力至3N的过程中书未落地,此过程书与墙壁之间的摩擦力 。
11.如图所示,用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动:通过观察两次实验中 不同的现象,可得滚动摩擦比滑动摩擦 (选填“大”或“小”);生活中利用上述结论的实例有 (写出一个即可)。
12.建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,如图甲所示,铅垂线是根据重力方向总是 的原理制成的;如果铅锤的质量是500g,它受到的重力是 N;一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向 (选填“东”或“西”)倾斜的。
13.用两根轻质弹簧可以模拟汽车悬架,如图甲所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,弹簧对水平面的压力是 (选填“弹簧”或“水平面”)形变产生的。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离之间的关系图像如图乙所示,已知弹簧产生的弹力与弹簧被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自然状态时,它们上端点间的距离x= m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量之间的关系式可表示为F2= 。
三、作图题
14.如图甲所示,小球摆动到图所示位置时,作出小球所受到的重力和拉力的示意图。
15.如图所示,用手指压铅笔尖,铅笔竖直静止在水平桌面上。请在图中画出手指所受弹力的示意图。
16.一辆拖车正在拖一辆小车往左匀速直线行驶,点O为小车的重心,请在图中画出此时小车的受力示意图。
四、实验题
17.在“探究重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/g
100
200
300
500
重力G/N
1
2
3
4
5
(1)把表格中的空格填写完整;
(2)图甲中弹簧测力计的示数为 N;
(3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图象;
(4)由此可知物体所受的重力跟质量成 ;
(5)若干年后,你在我国建成的太空站工作时,你认为用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究;
(6)小明取了质量不同的苹果、小木块、小铁球、小玻璃球、小桔子各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为小明的做法______(选填字母)。
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比更简便
18.为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,小明组装了如图甲所示装置,其中木块重1N,每个钩码重0.5N,他每次在木块上增加一个钩码,向右拉动长木板,测出木块所受的摩擦力,多次实验后,他将木块上钩码的重力G和弹簧测力计示数拉记入下表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码的重力
0.5
1
1.5
2
2.5
3
测力计拉力
0.9
1.3
1.5
1.8
2.2
2.4
(1)向右拉动长木板时, 匀速拉动长木板。(选填“需要”或“不需要”)
(2)小明将钩码重力大小记为木块与木板之间的压力大小,将测力计示数记为木块所受摩擦力大小。在图乙所示坐标系中描点后,先后画出、两条图像(为虚线,为实线),其中数据处理合理的是 (选填“”或“b”)。
(3)小明查询资料得知:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,但自己所作图线并不过原点,其主要原因是 。
五、计算题
19.河南省实验中学的小武对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图所示。
(1)从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力是其在地球上重力的 倍;
(2)小武在地球表面上的重力为450N,求他在乙星球表面上的重力 N;
(3)地球附近质量为m的冰雹从高处下落的过程中,所受阻力与冰雹下落速度的平方成正比,比例系数为k,求冰雹下落时可能达到的最大速度v= 。(用题中所给字母表示,冰雹下落过程中质量不变,物体下落的最大速度应该就是终端速度,也就是当空气阻力等于重力时,物体停止加速。)
20.如图所示某实验小组利用弹簧测力计和透明小桶制作一种简易的密度秤。小桶中有一处标记,测量过程中需要向小桶内加入液体至标记处。已知空桶重为0.4N,当桶内加入水时,小桶和水的总重为1.4N,则可在1.4N右侧标记对应液体的密度值为lg/cm3。(g=10N/kg)求:
(1)标记处桶中水的质量;
(2)标记处桶中水的体积;
(3)当桶内加入某液体时,弹簧测力计的示数为4N,该液体的密度是多少。
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专题02 力
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1、力 弹力
2、重力 力的示意图
3、摩擦力
4、力的作用是相互的
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影响滑动摩擦力大小的因素
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力作用的相互性
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一、力 弹力
1、力的概念:力是物体对物体的作用。力的符号是F。
(1)力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用(可以不接触)。
(2)力的单位:“牛顿”,简称为“牛”,符号“N”;
注意:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在。
2、弹力的概念
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
注意:弹力是物体在受外力作用下发生形变并具有恢复原状的能力。它是物质的一种性质,是一种使物体发生形变并在消除外力作用后恢复原状的能力。
3、力的测量仪器是弹簧测力计,弹簧测力计是由弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳、吊环组成的。
(1)弹簧:显示力的大小。
(2)挂钩:挂被测物体。
(3)刻度盘:表示出刻度。
(4)指针:表示力的大小。
(5)吊环:便于手握。
(6)外壳:固定弹簧。
4、弹簧测力计原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
5、弹簧测力计使用之前
(1)拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
(2)了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
(4)校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
6、弹簧测力计使用时
(1)不能超量程使用.(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
(2)同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上.
(3)视线要与刻度盘垂直
7、弹簧测力计使用之后:调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线;待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
二、重力 力的示意图
1、重力概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
(1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
(2)重力特指地球对物体的吸引。
(3)重力的施力物体是地球,受力物体是物体。
2、重力的计算与估测
(1)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(2)重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
(3)g的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N(g是常数,在地球上与地球纬度高低有关,不同星球上g也不同,在地球上g=9.8N/kg)。
(4)对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一;根据物体的质量估测它的重力大小。例如:一个鸡蛋的质量在50g左右,两个鸡蛋的质量约100g,受到的重力约1N。
3、重力的作用点与方向
(1)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。
(2)质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
(3)重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
(4)提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
(5)重力的方向:竖直向下(指向地心)。
4、探究影响重力大小因素的实验
(1)实验探究:探究重力的大小跟质量的关系。
(2)实验器材:弹簧测力计、相同质量的钩码。
思考1:在实验中,弹簧测力计的作用是用来测量钩码的重力。
思考2:做好本实验的关键是正确使用弹簧测力计测量钩码的重力。
思考3:实验中列表法处理实验数据,使重力与质量的对应关系清楚、简单明了,有利于发现重力与质量之间的物理关系。
(3)实验结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。
(4)g的大小与纬度有关,越靠近赤道g越小,越靠近两极g越大。
5、力的示意图
(1)力的三要素:物理学中把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。力对物体的作用效果取决于力的三要素(当其中一个因素改变时,力的作用效果就会改变)。
(2)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
(3)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的图示。
三、摩擦力
1、滑动摩擦力的概念与产生条件
(1)一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
(2)物体之间产生滑动摩擦力必须要具备以下三个条件
第一:两物体相互接触。
第二:接触面粗糙。
第三:两物体发生相对运动。
注意:这三个条件必须同时满足才能产生摩擦力。摩擦力可以是静摩擦力或滑动摩擦力,具体类型取决于物体的运动状态。静摩擦力发生在物体有相对运动的趋势但实际并未运动时,而滑动摩擦力则发生在物体实际发生相对运动时。
2、摩擦力的种类
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
3、摩擦力的方向:物体所受的摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反;摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的。
4、探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验目的:探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(2)实验原理:二力平衡的条件。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
(4)实验器材:木块(有拉环)、弹簧测力计、长木板、毛巾、砝码、水平桌面。
(5)实验图像
(6)实验步骤
步骤①用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
步骤②在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
步骤③把毛巾铺在长木板上面,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
(7)实验结论及应用:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
5、增大有益摩擦的方法
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹。
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大。
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚。
(4)变湿摩擦为干摩擦。
6、减小有害摩擦的方法
(1)使接触面变光滑。
(2)减小压力。
(3)用滚动代替滑动。
(4)使接触面分离。
(5)变干摩擦为湿摩擦。
四、力的作用是相互的
1、力作用的相互性
(1)力是物体对物体的作用,一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的。
(2)施力物体的同时也是受力物体。
2、作用力与反作用力:两个物体间的作用力与反作用力有以下特点。
(1)大小相等,方向相反,作用在同一直线上,但是作用在两个物体上。
(2)同时产生,同时消灭,同时增大,同时减小。
(3)性质相同,如小孩对墙的力是推力,墙对小孩的力也是推力。
(4)施力物体和受力物体必须成对出现。
3、力是物体对物体的作用,只要有力的作用,就一定有施力物体和受力物体,一个物体对别的物体施加了力,它同时也受到其他物体对它的反作用力。
4、相互作用力的关系:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个不同的物体上。(简记:等大、反向、共线、异物)。
1.正确理解“力”
(1)力的物质性:产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用。
(2)有力不一定必须接触:相互接触的物体之间不一定产生力的作用;没有接触的两个物体之间也可能有力的作用(如磁铁吸引铁屑),因此是否接触不是判断物体间是否有力作用的依据。
2.力的作用是相互的
(1)物体间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。
(2)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(3)物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
3.弹力的三要素
(1)大小:与物体的材料和弹性形变程度有关。
(2)弹力与弹性形变的关系:物体的弹性有一定的限度,超过了这个限度物体就不能恢复原状,该限度称为弹性限度。在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大。
(3)方向:始终与物体形变方向相反,与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反,且总是与接触面垂直。
(4)作用点:在两个物体的接触面上,也可等效在接触面的一点。
4.弹簧测力计的测量原理(拓展实验)
【实验探究】弹簧的伸长量与拉力的关系
【实验过程】如图所示,将弹簧固定在支架上,旁边直立放置一刻度尺,记下挂钩上挂钩码前弹簧下端的位置,然后每次增加两个钩码(每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N),使弹簧所受拉力逐渐增大,通过刻度尺读出弹簧每次的总伸长量Δl,记录实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
弹簧伸长量Δl/cm
0
1
2
3
4
7
11
【探究归纳】通过实验可以发现,在弹簧限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后(如本实验中当拉力超过4N后),弹簧发生非弹性形变,撤去外力后弹簧将无法自动恢复到原状。
5.重力的方向
(1)重力的方向总是竖直向下,而不是垂直向下。
(2)重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态及位置无关。
(3)重力方向的应用:人们在一根线下吊一重物,就做成了一根铅垂线。因为重力方向始终竖直向下,所以铅垂线静止时总竖直向下,故用铅垂线可以检查工作台面是否水平,墙壁上的画是否挂正等。
6.重心的位置
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心处。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
(3)物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
(4)重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
(5)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
7.摩擦力的作用点:摩擦力是作用在两物体接触面上的,但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上。
真题感知
一、单选题
1.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方。在使用它测量钩码重力之前,应该先( )
A.把挂钩向下拉 B.把挂钩向上托
C.把面板向上移 D.把面板向下移
【答案】D
【详解】弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方,说明弹簧测力计在不受力时指针已经偏下,因此在使用它测量钩码重力之前,应该先把把面板向下移,使指针指在零刻度线上,然后再进行测量。
故选D。
2.(2024·江苏镇江·中考真题)如图所示,小明在测量滑动摩擦力时,将物块A置于水平木板上,用弹簧测力计水平向右拉A,使其始终做匀速直线运动。经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为和。两区域示数不同的原因是( )
A.在区域1中A对木板的压力更大 B.在区域2中A对木板的压力更大
C.木板上区域1的粗糙程度更大 D.木板上区域2的粗糙程度更大
【答案】D
【详解】AB.根据图可知,在区域1、区域2中,A的质量没变,根据重力和质量的关系可知,重力不变,水平放置时,对木板的压力不变,故AB不符合题意;
CD.木板做匀速直线运动,根据二力平衡可知,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小;物体的对水平木板的压力不变,但是弹簧测力计的示数(拉力大小)不同,说明滑动摩擦力的大小不同,经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为和,所以在区域2时受到的摩擦力更大,木板上区域2的粗糙程度更大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2024·江苏盐城·中考真题)如图是我国低真空、磁悬浮高速列车在试验线上行驶的情形。运行管道做成低真空,主要是为了减小列车所受( )
A.浮力 B.重力 C.阻力 D.支持力
【答案】C
【详解】列车在真空管道中行驶时,列车与空气间的摩擦力很小,可以忽略不计,列车受到的阻力很小,列车可以高速运行,所以运行管道做成低真空,主要是为了减小列车所受阻力。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.(2024·江苏苏州·中考真题)生活中的事物都有合适的尺度和范围,以下符合实际的是( )
A.一支2B铅笔的质量约80g
B.吃饭常用的筷子长约27cm
C.中学生的重力约50N
D.男生1000米跑步时间约2min
【答案】B
【详解】A.一支铅笔的质量在8g左右.故A不符合题意;
B.中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约18cm,筷子的长度略大于此数值,在27cm左右.故B符合题意;
C.中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
左右.故C不符合题意;
D.男子百米世界纪录略小于10s,中学生1000m跑的成绩在3min20s左右.故D不符合题意。
故选B。
5.(2024·江苏无锡·中考真题)如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上,地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是( )
A.火星表面没有气体 B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N D.机智号从地球到火星质量减小
【答案】B
【详解】A.直升机飞行时,旋转的旋翼对空气施加向下的力,由于物体间力的作用是相互的,空气就会给旋翼一个向上的力,即飞机的升力,直升机能在火星表面飞行,说明火星表面是有空气的。故A错误;
BC.直升机能在空中飞行,升力至少要等于其重力,机智号在火星上受到的重力为
比在地球上所受的重力小,为了克服重力升空,在火星上飞行时旋翼转速是地球上的8倍,说明火星表面空气较稀薄,只有增大转速才能获得相对气流,从而获得升力。故B正确,C错误;
D.物体的质量不随位置而改变,机智号从地球到火星只是位置变了,质量不变。故D错误。
故选B。
二、填空题
6.(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月,我国科学家成功研发出微尺寸昆虫仿生机器人,机器人身体最长尺寸仅有2个食指指甲的宽度,大约 cm,如图所示。“昆虫”机器人前腿长后腿短,它前进的动力是靠两个前腿振动击打地面获得的,这说明力的作用是 的。
【答案】 2 相互
【详解】[1]食指指甲的宽度在1cm左右,所以机器人身体最长尺寸大约2cm。
[2]当“昆虫”机器人的前腿振动击打地面时,前腿给地面一个力,同时地面也会给前腿一个反作用力,推动机器人前进,体现了力的相互作用。
7.(2024·江苏无锡·中考真题)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,弹簧测力计的示数如图所示,此时木块所受滑动摩擦力大小为 N;再将毛巾平铺在木板上进行实验,可探究滑动摩擦力大小与 的关系;为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系,你的做法是: 。
【答案】 0.3 接触面的粗糙程度 见解析
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是0.3N,木块受到摩擦力是0.3N。
[2]再将毛巾平铺在木板上进行实验,压力不变,改变接触面的粗糙程度,可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
[3]为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系,接触面的粗糙程度不变,改变压力大小,在木块上面放不同个数的钩码,匀速拉动木块,记录弹簧测力计的示数。
三、作图题
8.(2024·江苏扬州·中考真题)如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
【答案】
【详解】篮球受到的重力方向竖直向下,作用点在篮球的重心;篮球对篮板的压力方向垂直于篮板向右,作用点在篮球和篮板的接触点,故作图如下:
9.(2024·江苏苏州·中考真题)按要求作图:在图中画出静止在水平面的篮球受到的力;
【答案】
【详解】篮球受到的重力G和支持力F是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在篮球的重心上,重力的方向竖直向下,支持力的方向竖直向上,分别过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力,注意两条线段长度要相等,如图所示:
提升专练
一、单选题
1.图中小明和小华穿着轮滑鞋站在水平冰面上。当小华用力向左推小明时,发生的现象是( )
A.小明向左滑动,小华向左滑动 B.小明静止原处,小华向右滑动
C.小明向左滑动,小华静止原处 D.小明向左滑动,小华向右滑动
【答案】D
【详解】小华用力向左推小明时,小明受到小华施加给他的力,会向左滑动,根据力的作用是相互的,小明同时对小华有一个力的作用,这两个力大小相等,方向相反,所以小华会向右滑动,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.下列说法中正确的是( )
A.一杯水结成冰后,体积增大,质量增大 B.一枚鸡蛋重约5N
C.1kg棉花和1kg铁的质量一样大 D.一位中学生体积大约0.5m3
【答案】C
【详解】A.冰的密度小于水的密度,一杯水结成冰后,质量不变,密度减小,根据,体积增大,故A错误;
B.一枚鸡蛋重约0.5N,故B错误;
C.1kg棉花和1kg铁的质量一样大,都是1kg,故C正确;
D.一位中学生质量约为50kg,人体密度与水接近,约为,则一位中学生体积大约为
故D错误。
故选C。
3.水平用力轻推矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;当用大小相同的水平力向同一方向轻推瓶盖处,瓶子翻了。此过程说明力的作用效果与( )
A.与力的大小有关 B.与力的方向有关
C.与力的作用点有关 D.与以上三者都有关
【答案】C
【详解】水平用力轻推矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;当用大小相同的水平力向同一方向轻推瓶盖处,瓶子翻了,两次作用在矿泉水瓶的力的大小、方向相同,作用在矿泉水瓶上的力的作用点不同,作用效果不同,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.因为物体本身就有质量,所以重力的施力物体是物体本身
B.物体受到重力的方向总是竖直向下,有时还垂直接触面
C.压力、拉力、重力都属于弹力
D.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
【答案】B
【详解】A.重力的施力物体是地球,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下,当接触面水平时,则重力的方向垂直于接触面,故B正确;
C.压力、拉力属于弹力,重力不属于弹力,故C错误;
D.摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反,故D错误。
故选B。
5.如图所示,一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.桌面发生了形变,茶壶底部没有发生形变
B.桌面对茶壶的支持力就是茶壶对桌面的压力
C.茶壶产生的弹力就是茶壶对水平桌面的压力
D.茶壶对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
【答案】C
【详解】A.力的作用是相互的,桌面受到茶壶底部施加压力形状发生改变的同时,桌面也会给茶壶底部施加力的作用使茶壶底部发生形变,故A错误;
B.桌面对茶壶的支持力与茶壶对桌面的压力是一对相互作用力,大小相等,力的三要素不相同,因此不能说桌面对茶壶的支持力就是茶壶对桌面的压力,故B错误;
C.茶壶产生的弹力压在桌面上,对桌面而言是茶壶对水平桌面的压力,故C正确;
D.茶壶对桌面的压力,是由于茶壶发生形变产生的,故D错误。
故选C。
6.为精确测量滑动摩擦力,小明引入拉力传感器代替弹簧测力计进行实验,如图甲所示。拉动木板时传感器记录的数据随时间的图像如图乙所示,之后传感器示数不稳定的原因不可能是( )
A.没有匀速直线拉动长木板 B.拉力传感器与木块连接不稳定
C.传感器相比弹簧测力计测量更精确 D.长木板表面粗糙程度不均匀
【答案】A
【详解】A.如图实验时,木块在水平方向受到拉力传感器的拉力和木板对它的滑动摩擦力而保持静止状态,这两个力是一对平衡力,大小相等,拉动木板时不必一定做匀速直线运动,故A符合题意;
B.若拉力传感器与木块连接不稳定,可能导致其读数忽大忽小,故B不符合题意;
CD.传感器示数不稳定,可能是因为长木板表面粗糙程度不均匀,木块受到的滑动摩擦力发生了变化,而这种变化很小,用弹簧测力计测量时可能无法测出这种变化,由于传感器相比弹簧测力计测量更精确,显示出了这一微小变化,故CD不符合题意。
故选A。
7.使用弹簧测力计时下列几种说法中错误的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
B.使用时弹簧指针挂钩不能与外壳摩擦
C.使用前必须检查指针是否指在零刻度线
D.所测的力不能超过弹簧测力计的量程
【答案】A
【详解】A.测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向一致,但不是必须竖直拉动,故A错误,符合题意;
B.使用过程中,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦,否则会造成测量不准,故B正确,不符合题意;
C.使用前必须检查指针是否在零刻度线上,如果指针没有对准零刻度线,需要校零,故C正确,不符合题意;
D.加在弹簧测力计上的力,不能超出测量范围,否则导致测量示数不准,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.使用弹簧测力计测力的过程中,有如下操作:
①轻轻来回拉动挂钩两次。
②把待测的力加在挂钩上。
③观察弹簧测力计的量程和分度值。
④调整弹簧测力计指针的位置。
⑤待指针稳定后读数。
以上操作,正确的顺序是( )
A.①②③④⑤ B.②③④①⑤
C.④①②③⑤ D.③①④②⑤
【答案】D
【详解】使用弹簧测力计测量力的一般步骤:
(1)观察弹簧测力计的量程和分度值,估计待测力的大小并依此选择量程合适的弹簧测力计;
(2)使用前要检查弹簧测力计的指针是否指到零刻度线,如果没有指在零刻度线就需要调零,一般是通过移动指针来调零,再用手轻轻来回拉动挂钩,确保与外壳无摩擦;
(3)把待测的力加在挂钩上,待测力的方向应与弹簧测力计的轴线方向一致;
(4)待指针稳定后,让视线垂直于刻度盘表面读数。
故D正确,ABC错误。
故选D。
二、填空题
9.2024年7月31日,在巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛中,中国选手潘展乐以46秒40的成绩夺得冠军,并打破世界纪录。如图所示,运动员用力向后划水时,若以水为研究对象,施力物体是 ,受力物体是 ;向后划水人就会前进,说明力的作用是 的。
【答案】 运动员 水 相互
【详解】[1][2]运动员用力向后划水时,若以水为研究对象,施加力的物体是运动员,受到力的物体是水,即施力物体是运动员,受力物体的水。
[3]游泳时手和脚向后划水,手和脚给水一个向后的作用力,此时人向前运动,说明人受到水施加的向前的力,说明力的作用是相互的。
10.如图乙所示,手沿水平方向用8N的力将书压在竖直墙壁上,可使其保持静止,现将手对书的压力增大10N,此过程中书与墙壁之间的摩擦力大小 (选填变大/变小/不变,下同);手对书的压力变为5N时,这本书恰好匀速下滑,继续减小压力至3N的过程中书未落地,此过程书与墙壁之间的摩擦力 。
【答案】 不变 变小
【详解】[1]手沿水平方向用8N的力将书压在竖直墙壁上时,因为书本保持静止,所以受到的是静摩擦力,由二力平衡的知识可知,书本受到的静摩擦力的大小等于其所受的重力的大小,手对书的压力增大到10N的过程中,书本依然静止,所以受到的还是静摩擦力,大小等于书本的重力大小,所以此过程中书与墙壁之间的摩擦力大小不变。
[2]手对书的压力变为5N时,这本书恰好匀速下滑,此时书本受到的墙壁对它的摩擦力是滑动摩擦力,大小与对接触面的正压力的大小和接触面间的粗糙程度有关,手对书的压力减小到3N的过程中,正压力减小,接触面间的粗糙程度不变,所以墙壁对书的滑动摩擦力也变小。
11.如图所示,用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动:通过观察两次实验中 不同的现象,可得滚动摩擦比滑动摩擦 (选填“大”或“小”);生活中利用上述结论的实例有 (写出一个即可)。
【答案】 橡皮筋伸长量 小 滚动轴承
【详解】[1][2]用橡皮筋直接匀速拉动桌面的书时,橡皮筋伸长量较大,匀速拉动垫有几支圆铅笔的书时,橡皮筋伸长量较小,可知,垫有圆铅笔的书时,书所受的滚动摩擦比滑动摩擦要小。
[3]自行车中的滚动轴承能将滑动摩擦变为滚动摩擦来减小摩擦力。
12.建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,如图甲所示,铅垂线是根据重力方向总是 的原理制成的;如果铅锤的质量是500g,它受到的重力是 N;一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向 (选填“东”或“西”)倾斜的。
【答案】 竖直向下 5N 西
【详解】[1]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的。
[2]铅锤的质量是500g,它受到的重力是
[3]由图可知重垂线上端与墙紧靠,下端垂线的位置在墙的西侧,故墙向西倾斜。
13.用两根轻质弹簧可以模拟汽车悬架,如图甲所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,弹簧对水平面的压力是 (选填“弹簧”或“水平面”)形变产生的。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离之间的关系图像如图乙所示,已知弹簧产生的弹力与弹簧被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自然状态时,它们上端点间的距离x= m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量之间的关系式可表示为F2= 。
【答案】 弹簧 0.2
【详解】[1]在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,弹簧对水平面的压力是弹簧形变产生的。
[2]根据两图知道,在0~0.2m范围内仅有大弹簧产生弹力;在0.2~0.3m范围内,弹力是为两个弹簧产生弹力的合力;当两弹簧均处于自由状态时,上端点间的距离为x=0.2m
[3]由知道,当时有
则
当大弹簧的压缩量Δl1为0.3m时,小弹簧的压缩量Δl2为
此时总弹力为5N,由图乙及知道
则k2=20N/m
则小弹簧中的弹力F2与被压缩量Δl2之间的定量关系式可表示为
三、作图题
14.如图甲所示,小球摆动到图所示位置时,作出小球所受到的重力和拉力的示意图。
【答案】
【详解】小球的重心在小球的几何中心,即球心,过重心表示出重力和拉力;过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力.如图所示:
15.如图所示,用手指压铅笔尖,铅笔竖直静止在水平桌面上。请在图中画出手指所受弹力的示意图。
【答案】
【详解】用手指压铅笔尖,铅笔竖直静止在水平桌面上,根据物体间力的作用是相互的,可知手指受笔尖施加的竖直向上的弹力F,作用点在两物体的接触点上,作图如下图所示:
16.一辆拖车正在拖一辆小车往左匀速直线行驶,点O为小车的重心,请在图中画出此时小车的受力示意图。
【答案】
【详解】小车随拖车做匀速直线运动,小车水平方向不受力,竖直方向受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,大小相等,作用点在小车的重心上,过小车的重心做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力、支持力,如下图所示:
四、实验题
17.在“探究重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/g
100
200
300
500
重力G/N
1
2
3
4
5
(1)把表格中的空格填写完整;
(2)图甲中弹簧测力计的示数为 N;
(3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图象;
(4)由此可知物体所受的重力跟质量成 ;
(5)若干年后,你在我国建成的太空站工作时,你认为用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究;
(6)小明取了质量不同的苹果、小木块、小铁球、小玻璃球、小桔子各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为小明的做法______(选填字母)。
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比更简便
【答案】(1)400 (2)2 (3) (4)正比 (5)不能 (6)A
【详解】(1)通过观察表格中的数据发现,每一栏中的重力与质量的比值都是固定的数值,设表格中空白处的物理量为m, 选任意一组数据与第五栏中的物理量建立等式,由
解得。
(2)观察图甲发现,弹簧测力计的量程是0~5N,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计指针指示的数字是2,故图甲中弹簧测力计的示数为2N。
(3)根据表格中记录的数据在坐标系中描绘出相应的点,再连成线,如图所示:
(4)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图像也能发现这两个量是成正比的,由此可知物体所受的重力跟质量成正比。
(5)太空处于失重状态故与重力有关的实验不能完成。
(6)质量不同的苹果、小木块、小铁球的材料也不同,要探究物体所受重力的大小与质量的关系,必须使物体的其它量相同,即物体的材料应相同,所以乙同学的做法不合理,故选A。
18.为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,小明组装了如图甲所示装置,其中木块重1N,每个钩码重0.5N,他每次在木块上增加一个钩码,向右拉动长木板,测出木块所受的摩擦力,多次实验后,他将木块上钩码的重力G和弹簧测力计示数拉记入下表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码的重力
0.5
1
1.5
2
2.5
3
测力计拉力
0.9
1.3
1.5
1.8
2.2
2.4
(1)向右拉动长木板时, 匀速拉动长木板。(选填“需要”或“不需要”)
(2)小明将钩码重力大小记为木块与木板之间的压力大小,将测力计示数记为木块所受摩擦力大小。在图乙所示坐标系中描点后,先后画出、两条图像(为虚线,为实线),其中数据处理合理的是 (选填“”或“b”)。
(3)小明查询资料得知:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,但自己所作图线并不过原点,其主要原因是 。
【答案】(1)不需要 (2)a (3)压力不等于钩码的重力G
【详解】(1)实验装置中的木块相对于地面静止,受到的摩擦力和细线的拉力为一对平衡力,大小相等,由于滑动摩擦力的大小与速度大小无关,故该装置的优点是不需要拉动长木板做匀速直线运动。
(2)从实验数据处理来看,钩码的重力越大,木块对木板的压力越大,摩擦力越大。考虑木块重的影响,摩擦力与压力成正比,图线a是平滑的直线,图线b是曲折的,故a更合理。
(3)小明作图时,认为木块与长木板间的压力F压=G,而事实上G是砝码重,压力是砝码重和木块重的总和,F压不等于G,所以图像没有过原点。
五、计算题
19.河南省实验中学的小武对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图所示。
(1)从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力是其在地球上重力的 倍;
(2)小武在地球表面上的重力为450N,求他在乙星球表面上的重力 N;
(3)地球附近质量为m的冰雹从高处下落的过程中,所受阻力与冰雹下落速度的平方成正比,比例系数为k,求冰雹下落时可能达到的最大速度v= 。(用题中所给字母表示,冰雹下落过程中质量不变,物体下落的最大速度应该就是终端速度,也就是当空气阻力等于重力时,物体停止加速。)
【答案】(1)1.5 (2)225 (3)
【详解】(1)甲星球表面上物体的重力为时,其质量为,重力与其质量的比值
由可得,相同质量的物体在甲星球表面上的重力是其在地球上重力的
(2)据图可知,质量相同的物体在甲星球上受到的重力是在乙星球上的3倍,已知物体在甲星球表面上的重力是其在地球上重力的1.5倍,小武在甲星球受到的重力为
则小武在乙星球受到的重力为
(3)当冰雹受到的重力刚好和阻力相等时,冰雹下落的速度最大,已知所受阻力与冰雹下落速度的平方成正比,即,比例系数为k,则最大速度为
20.如图所示某实验小组利用弹簧测力计和透明小桶制作一种简易的密度秤。小桶中有一处标记,测量过程中需要向小桶内加入液体至标记处。已知空桶重为0.4N,当桶内加入水时,小桶和水的总重为1.4N,则可在1.4N右侧标记对应液体的密度值为lg/cm3。(g=10N/kg)求:
(1)标记处桶中水的质量;
(2)标记处桶中水的体积;
(3)当桶内加入某液体时,弹簧测力计的示数为4N,该液体的密度是多少。
【答案】(1)100g (2)100cm3 (3)3.6g/cm3
【详解】(1)已知空桶重为0.4N,当桶内加入水时,小桶和水的总重为1.4N,故水的重力为
故标记处水的质量为
(2)标记处桶中水的体积为
(3)当桶内加入某液体时,弹簧测力计的示数为4N,该液体的重力为
该液体的质量为
则该液体的密度为
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